RU2714351C1 - Oil-heat-resistant elastomeric composition - Google Patents
Oil-heat-resistant elastomeric composition Download PDFInfo
- Publication number
- RU2714351C1 RU2714351C1 RU2019114301A RU2019114301A RU2714351C1 RU 2714351 C1 RU2714351 C1 RU 2714351C1 RU 2019114301 A RU2019114301 A RU 2019114301A RU 2019114301 A RU2019114301 A RU 2019114301A RU 2714351 C1 RU2714351 C1 RU 2714351C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rubber
- acrylonitrile
- mixture
- peroxide
- content
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 77
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 claims abstract description 58
- 239000005060 rubber Substances 0.000 claims abstract description 57
- NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N Acrylonitrile Chemical compound C=CC#N NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N Magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- 229920000459 Nitrile rubber Polymers 0.000 claims abstract description 19
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 claims abstract description 19
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 238000010060 peroxide vulcanization Methods 0.000 claims abstract description 11
- DOIRQSBPFJWKBE-UHFFFAOYSA-N dibutyl phthalate Chemical compound CCCCOC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OCCCC DOIRQSBPFJWKBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 9
- QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 claims abstract description 9
- 235000021355 Stearic acid Nutrition 0.000 claims abstract description 8
- OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Natural products CCCCCCCC(C)CCCCCCCCC(O)=O OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 239000004071 soot Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000008117 stearic acid Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 claims description 23
- 239000003921 oil Substances 0.000 claims description 16
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 claims description 11
- 150000001451 organic peroxides Chemical class 0.000 claims description 8
- 235000014692 zinc oxide Nutrition 0.000 claims description 8
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 claims description 4
- 235000019241 carbon black Nutrition 0.000 claims 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 abstract description 12
- 230000007774 longterm Effects 0.000 abstract description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- IRLQAJPIHBZROB-UHFFFAOYSA-N buta-2,3-dienenitrile Chemical class C=C=CC#N IRLQAJPIHBZROB-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 abstract 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 9
- 238000004073 vulcanization Methods 0.000 description 9
- KOMNUTZXSVSERR-UHFFFAOYSA-N 1,3,5-tris(prop-2-enyl)-1,3,5-triazinane-2,4,6-trione Chemical compound C=CCN1C(=O)N(CC=C)C(=O)N(CC=C)C1=O KOMNUTZXSVSERR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 8
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229920006170 Therban® Polymers 0.000 description 7
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 7
- KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N Butadiene Chemical compound C=CC=C KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 6
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 6
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 5
- -1 dibutyl ethyl ethyl Chemical group 0.000 description 5
- 238000003878 thermal aging Methods 0.000 description 5
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 5
- BJELTSYBAHKXRW-UHFFFAOYSA-N 2,4,6-triallyloxy-1,3,5-triazine Chemical compound C=CCOC1=NC(OCC=C)=NC(OCC=C)=N1 BJELTSYBAHKXRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 description 4
- 150000001875 compounds Chemical group 0.000 description 4
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 4
- KUAZQDVKQLNFPE-UHFFFAOYSA-N thiram Chemical compound CN(C)C(=S)SSC(=S)N(C)C KUAZQDVKQLNFPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- HLBZWYXLQJQBKU-UHFFFAOYSA-N 4-(morpholin-4-yldisulfanyl)morpholine Chemical compound C1COCCN1SSN1CCOCC1 HLBZWYXLQJQBKU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 3
- QAZLUNIWYYOJPC-UHFFFAOYSA-M sulfenamide Chemical compound [Cl-].COC1=C(C)C=[N+]2C3=NC4=CC=C(OC)C=C4N3SCC2=C1C QAZLUNIWYYOJPC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M Acrylate Chemical compound [O-]C(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 2
- OUBMGJOQLXMSNT-UHFFFAOYSA-N N-isopropyl-N'-phenyl-p-phenylenediamine Chemical compound C1=CC(NC(C)C)=CC=C1NC1=CC=CC=C1 OUBMGJOQLXMSNT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 2
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 2
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 239000010705 motor oil Substances 0.000 description 2
- 150000002825 nitriles Chemical class 0.000 description 2
- XNGIFLGASWRNHJ-UHFFFAOYSA-N phthalic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC=C1C(O)=O XNGIFLGASWRNHJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NOOLISFMXDJSKH-UTLUCORTSA-N (+)-Neomenthol Chemical compound CC(C)[C@@H]1CC[C@@H](C)C[C@@H]1O NOOLISFMXDJSKH-UTLUCORTSA-N 0.000 description 1
- YXIWHUQXZSMYRE-UHFFFAOYSA-N 1,3-benzothiazole-2-thiol Chemical compound C1=CC=C2SC(S)=NC2=C1 YXIWHUQXZSMYRE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UBRWPVTUQDJKCC-UHFFFAOYSA-N 1,3-bis(2-tert-butylperoxypropan-2-yl)benzene Chemical compound CC(C)(C)OOC(C)(C)C1=CC=CC(C(C)(C)OOC(C)(C)C)=C1 UBRWPVTUQDJKCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IPJGAEWUPXWFPL-UHFFFAOYSA-N 1-[3-(2,5-dioxopyrrol-1-yl)phenyl]pyrrole-2,5-dione Chemical compound O=C1C=CC(=O)N1C1=CC=CC(N2C(C=CC2=O)=O)=C1 IPJGAEWUPXWFPL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DURPTKYDGMDSBL-UHFFFAOYSA-N 1-butoxybutane Chemical compound CCCCOCCCC DURPTKYDGMDSBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DMWVYCCGCQPJEA-UHFFFAOYSA-N 2,5-bis(tert-butylperoxy)-2,5-dimethylhexane Chemical compound CC(C)(C)OOC(C)(C)CCC(C)(C)OOC(C)(C)C DMWVYCCGCQPJEA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AXWJKQDGIVWVEW-UHFFFAOYSA-N 2-(dimethylamino)butanedioic acid Chemical compound CN(C)C(C(O)=O)CC(O)=O AXWJKQDGIVWVEW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000003903 2-propenyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])=C([H])[H] 0.000 description 1
- NOOLISFMXDJSKH-UHFFFAOYSA-N DL-menthol Natural products CC(C)C1CCC(C)CC1O NOOLISFMXDJSKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KEQFTVQCIQJIQW-UHFFFAOYSA-N N-Phenyl-2-naphthylamine Chemical compound C=1C=C2C=CC=CC2=CC=1NC1=CC=CC=C1 KEQFTVQCIQJIQW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006057 Non-nutritive feed additive Substances 0.000 description 1
- 239000012190 activator Substances 0.000 description 1
- 235000006708 antioxidants Nutrition 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CREMABGTGYGIQB-UHFFFAOYSA-N carbon carbon Chemical compound C.C CREMABGTGYGIQB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011203 carbon fibre reinforced carbon Substances 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 238000007334 copolymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- OWZREIFADZCYQD-NSHGMRRFSA-N deltamethrin Chemical compound CC1(C)[C@@H](C=C(Br)Br)[C@H]1C(=O)O[C@H](C#N)C1=CC=CC(OC=2C=CC=CC=2)=C1 OWZREIFADZCYQD-NSHGMRRFSA-N 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 239000003974 emollient agent Substances 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940041616 menthol Drugs 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 229920002601 oligoester Polymers 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 125000001453 quaternary ammonium group Chemical group 0.000 description 1
- 238000010058 rubber compounding Methods 0.000 description 1
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 1
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 1
- 229960002447 thiram Drugs 0.000 description 1
- 239000012936 vulcanization activator Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/02—Elements
- C08K3/04—Carbon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/04—Oxygen-containing compounds
- C08K5/14—Peroxides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L9/00—Compositions of homopolymers or copolymers of conjugated diene hydrocarbons
- C08L9/02—Copolymers with acrylonitrile
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к созданию эластомерной композиции на основе высоконасыщенного гидрированного бутадиен-нитрильного каучука с максимальным содержанием акрилонитрила и может быть использовано в резиновой и резинотехнической промышленности для производства резиновых изделий, эксплуатируемых в условиях воздействия топлив и масел при повышенных температурах (150°С и выше) в течение длительного времени.The invention relates to the creation of an elastomeric composition based on highly saturated hydrogenated nitrile butadiene rubber with a maximum content of acrylonitrile and can be used in the rubber and rubber industry for the production of rubber products operated under the influence of fuels and oils at elevated temperatures (150 ° C and above) in for a long time.
Известна вулканизуемая резиновая смесь на основе гидрированного бутадиен-нитрильного каучука (патент 2304596 RU, МПК C08L 9/00, C08L 33/00, C08K 13/02, опубл. 20.08.2007), включающая акрилатный каучук, сульфенамид Ц, тиурам Д, каптакс, оксид цинка, технический углерод, пластификатор, антиоксидант, антиадгезив, а также серу, четвертичное аммониевое основание и стеарат металла в качестве вулканизующих агентов. Смесь предназначена для изготовления резинотехнических деталей, работоспособных при температурах до 150°С.Known vulcanizable rubber mixture based on hydrogenated nitrile butadiene rubber (patent 2304596 RU, IPC C08L 9/00, C08L 33/00, C08K 13/02, publ. 08/20/2007), including acrylate rubber, sulfenamide C, thiuram D, captax , zinc oxide, carbon black, plasticizer, antioxidant, release agent, as well as sulfur, quaternary ammonium base and metal stearate as vulcanizing agents. The mixture is intended for the manufacture of rubber parts capable of operating at temperatures up to 150 ° C.
Недостатком известной вулканизуемой резиновой смеси на основе гидрированного бутадиен-нитрильного и акрилатного каучуков являются неудовлетворительные технологические свойства, а также необходимость проведения вулканизации в две стадии, что значительно увеличивает продолжительность вулканизационного процесса изделий.A disadvantage of the known vulcanizable rubber mixture based on hydrogenated nitrile butadiene and acrylate rubbers is the unsatisfactory technological properties, as well as the need for vulcanization in two stages, which significantly increases the duration of the vulcanization process of the products.
Известна термостойкая резиновая смесь на основе комбинации бутадиен-нитрильного и частично гидрированного бутадиен-нитрильного каучуков (патент 2495061 RU, МПК C08L 9/02, C08K 13/02, опубл. 10.10.2013), включающая технический углерод, мягчитель, олигоэфиракрилат, антиоксидант, стеариновую кислоту, магнезию жженую, технологическую добавку, новоперокс БП-40 - в качестве вулканизующего агента, дельтагран HVA-2 70GE - в качестве соагента перекисной вулканизации. Смесь предназначена для изготовления резиновых элементов пакерно-якорного оборудования для нефтегазодобывающей отрасли, работоспособных при температурах до 150°С.Known heat-resistant rubber mixture based on a combination of nitrile butadiene and partially hydrogenated nitrile butadiene rubbers (patent 2495061 RU, IPC C08L 9/02, C08K 13/02, publ. 10.10.2013), including carbon black, emollient, oligoester, antioxidant, stearic acid, burnt magnesia, processing aid, novoperox BP-40 as a curing agent, HVA-2 70GE deltagran as a co-peroxide vulcanization agent. The mixture is intended for the manufacture of rubber elements of packer-anchor equipment for the oil and gas industry, operable at temperatures up to 150 ° C.
Недостатком известной резиновой смеси является невысокий уровень тепломаслостойкости вследствие использования в смеси с частично гидрированным бутадиен-нитрильным каучуком (ГБНК) традиционного бутадиен-нитрильного каучука (БНК) с температурой эксплуатации до 100°С.A disadvantage of the known rubber mixture is the low heat and oil resistance due to the use of traditional nitrile butadiene rubber (BNK) with a temperature of operation up to 100 ° C in a mixture with partially hydrogenated nitrile butadiene rubber (GBNK).
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому техническому результату является резиновая смесь на основе гидрированного бутадиен-нитрильного каучука (Каучук и резина, 2007, №1, с. 4-7), включающая в качестве вулканизующего агента бис(трет-бутилпероксиизопропил)бензол, соагент пероксидной вулканизации (триаллилизоцианурат - ТАИЦ), диспергатор, наполнитель (технический углерод П324), пластификатор (дибутилокиэтиладипинат), антиоксидант (нафтам-2).The closest in technical essence and the achieved technical result is a rubber mixture based on hydrogenated nitrile butadiene rubber (Rubber and Rubber, 2007, No. 1, p. 4-7), including bis (tert-butyl peroxyisopropyl) benzene, coagent as a vulcanizing agent peroxide vulcanization (triallylisocyanurate - TAIC), dispersant, filler (carbon black P324), plasticizer (dibutyl ethyl ethyl adipate), antioxidant (naphtham-2).
Недостатком известной резиновой смеси является то, что смесь, обладая высокой стойкостью к воздействию повышенных температур, не способна противостоять долговременному контакту с агрессивными средами вследствие использования ГБНК с невысоким содержанием акрилонитрила (34%).A disadvantage of the known rubber mixture is that the mixture, having high resistance to elevated temperatures, is not able to withstand long-term contact with aggressive environments due to the use of GBNK with a low content of acrylonitrile (34%).
В качестве аналога исследована маслостойкая резиновая композиция (патент 2547477 RU, МПК C08L 9/02, C08K 3/04, 3/06, 3/22, 3/36, 5/09, 5/18, 5/40, 5/43, 5/44, опубл. 10.04.2015) на основе ГБНК с повышенным содержанием акрилонитрила (49-50%) и малой непредельностью (5-7%), включающая технический углерод, белую сажу, пластификатор, противостарители, стеариновую кислоту, белила цинковые, серу молотую и донор серы N,N3-дитиодиморфолин в сочетании с двойной системой ускорителей вулканизации. Смесь предназначена для изготовления многослойных резинокордных изделий, эксплуатируемых в условиях воздействия динамических нагружений, топлив и масел при повышенных температурах.An oil-resistant rubber composition was investigated as an analogue (patent 2547477 RU, IPC C08L 9/02, C08K 3/04, 3/06, 3/22, 3/36, 5/09, 5/18, 5/40, 5/43 , 5/44, publ. 04/10/2015) based on GBNK with a high content of acrylonitrile (49-50%) and low unsaturation (5-7%), including carbon black, white soot, plasticizer, antioxidants, stearic acid, zinc white , ground sulfur and sulfur donor N, N 3 -dithiodimorpholine in combination with a double system of vulcanization accelerators. The mixture is intended for the manufacture of multilayer rubber-cord products operated under dynamic loads, fuels and oils at elevated temperatures.
Недостатком известной резиновой композиции является то, что смесь, обладая максимальной маслостойкостью, не способна противостоять долговременному воздействию высоких температур: вследствие использования серусодержащей вулканизующей системы температура эксплуатации резиновой смеси ограничена 125°С.A disadvantage of the known rubber composition is that the mixture, having maximum oil resistance, is not able to withstand the long-term effects of high temperatures: due to the use of a sulfur-containing vulcanizing system, the operating temperature of the rubber mixture is limited to 125 ° C.
В качестве другого аналога исследована эластомерная композиция (патент 2680508 RU, МПК C08L 9/02, C08K 3/04, 3/22, 3,36, 5/09, 5/14, 5/18, 5/40, 5/43, опубл. 21.02.2019) на основе комбинации частично и полностью гидрированных БНК с максимальным содержанием акрилонитрила (49-50%), с низкой (до 6%) и чрезвычайно низкой (до 1%) степенью непредельности, включающая технический углерод, белую сажу, пластификатор, противостарители, стеариновую кислоту, магнезию жженую, белила цинковые и серно-пероксидную вулканизующую систему: N,N'-дитиодиморфолин в сочетании с тиурамом Д и сульфенамидом Ц, perkadox 14-40 B-GR в сочетании с соагентом пероксидной вулканизации ТАИЦ. Смесь предназначена для изготовления многослойных резинокордных изделий, эксплуатируемых в условиях воздействия динамических нагружений, агрессивных сред и высоких температур (до 150°С).As another analogue, the elastomeric composition was investigated (Patent 2680508 RU, IPC C08L 9/02, C08K 3/04, 3/22, 3.36, 5/09, 5/14, 5/18, 5/40, 5/43 , published February 21, 2019) based on a combination of partially and fully hydrogenated BNKs with a maximum acrylonitrile content (49-50%), with a low (up to 6%) and extremely low (up to 1%) degree of unsaturation, including carbon black, white soot , plasticizer, antioxidants, stearic acid, burnt magnesia, white zinc and sulfur-peroxide vulcanizing systems: N, N'-dithiodimorpholine in combination with thiuram D and sulfenamide C, perkadox 14-40 B-GR in combination with TAIC peroxide vulcanization coagent. The mixture is intended for the manufacture of multilayer rubber-cord products operated under conditions of dynamic loads, aggressive environments and high temperatures (up to 150 ° C).
Недостатком известной эластомерной композиции является то, что вулканизаты с серно-пероксидной сшивающей системой менее устойчивы к длительному воздействию высоких температур вследствие наличия серы в ее составе.A disadvantage of the known elastomeric composition is that vulcanizates with a sulfur-peroxide crosslinking system are less resistant to prolonged exposure to high temperatures due to the presence of sulfur in its composition.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является создание эластомерной композиции повышенной маслотеплостойкости, обеспечивающей резиновым изделиям отсутствие реверсии физико-механических свойств в условиях воздействия углеводородных сред (топливо, масло) и высоких температур (150°С и выше).The technical result of the invention is the creation of an elastomeric composition with increased oil and heat resistance, providing rubber products with no reversal of physical and mechanical properties under the influence of hydrocarbon media (fuel, oil) and high temperatures (150 ° C and above).
Технический результат достигнут за счет того, что в полимерной основе эластомерной композиции использован гидрированный бутадиен-нитрильный каучук с максимальным содержанием акрилонитрила (49-50,5%) и чрезвычайно низкой непредельностью (до 1%), с пероксидной сшивающей системой, содержащей органический пероксид либо смесь пероксидов в сочетании с соагентом пероксидной вулканизации при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:The technical result was achieved due to the fact that the polymer base of the elastomeric composition used hydrogenated nitrile butadiene rubber with a maximum acrylonitrile content (49-50.5%) and extremely low unsaturation (up to 1%), with a peroxide crosslinking system containing organic peroxide or a mixture of peroxides in combination with a peroxide vulcanization coagent in the following ratio of components, parts by weight:
Компоненты, применяемые в составе эластомерной композиции, выпускаются в России и за рубежом. Так, в предлагаемой резиновой композиции используют гидрированные бутадиен-нитрильные каучуки (ГБНК) Therban компании Arlanxeo (Германия) - продукты сополимеризации бутадиена и акрилонитрила, содержание которого в исходной смеси мономеров составляет 49-50,5%. Присутствие акрилонитрила в максимальном количестве (верхняя граница спецификации) придает ГБНК максимальную маслотопливостойкость, а чрезвычайно низкая непредельность (до 1%) - максимальную тепло-стойкость. Это низковязкие каучуки нового поколения, пополнившие ассортимент гидрированных БНК в последние годы. Вопросы рецептуростроения для данного типа каучуков недостаточно освещены в отечественных разработках, их уникальные свойства практически не изучены, а немногочисленные исследования носят разрозненный характер.The components used in the elastomeric composition are available in Russia and abroad. Thus, in the proposed rubber composition, Therban hydrogenated nitrile butadiene rubbers (GBNAs) from Arlanxeo (Germany) are used - copolymerization products of butadiene and acrylonitrile, the content of which in the initial mixture of monomers is 49-50.5%. The presence of acrylonitrile in the maximum amount (the upper limit of the specification) gives GBNK maximum oil and oil resistance, and extremely low unsaturation (up to 1%) - maximum heat resistance. These are the low-viscosity rubbers of the new generation, which have expanded the assortment of hydrogenated BNKs in recent years. Issues of formulation for this type of rubbers are not adequately addressed in domestic developments, their unique properties are practically unexplored, and a few studies are fragmented.
Смесь вулканизуется органическим пероксидом или смесью пероксидов, например, 1,3-Ди(трет-бутилпероксиизопропил)бензолом (perkadox 14-40 В GR, проспект фирмы Akzo Nobel, Нидерланды; новоперокс БП-40, Самарский завод катализаторов, ТУ 2632-008-02750395-2013), 2,5-Ди(трет-бутилперокси)-2,5-диметилгексаном (пероксид DHBP-45-IC2, проспект фирмы R.T. Vanderbilt, США) или смесью пероксидов. Perkadox 14-40 В GR представляет собой твердое воскоподобное вещество желтоватого цвета с легким запахом плотностью 63 г/см3, Тпл. 41°С, Твспышки 90°С в открытом тигле. Пероксид DHBP-45-IC2 - жидкость желтого цвета с ментоловым запахом плотностью 0,86 г/см3, Тпл. 8°С, Твспышки 46°С в открытом тигле. Новоперокс БП-40 представляет собой экструдаты серовато-белого цвета с Тпл. 105°С, Твспышки 41°С в открытом тигле. Пероксиды в процессе вулканизации резиновой смеси образуют прочные углерод-углеродные поперечные связи между молекулами каучука, обеспечивая вулканизатам лучшее сопротивление тепловому старению, отсутствие реверсии свойств, высокую термостойкость конечному изделию.The mixture is vulcanized by organic peroxide or a mixture of peroxides, for example, 1,3-Di (tert-butyl peroxyisopropyl) benzene (perkadox 14-40 В GR, prospectus from Akzo Nobel, Netherlands; Novoperox BP-40, Samara Catalyst Plant, TU 2632-008- 02750395-2013), 2,5-Di (tert-butylperoxy) -2,5-dimethylhexane (peroxide DHBP-45-IC 2 , prospectus from RT Vanderbilt, USA) or a mixture of peroxides. Perkadox 14-40 V GR is a yellowish solid wax-like substance with a slight odor with a density of 63 g / cm 3 , T pl. 41 ° C, T flash 90 ° C in an open crucible. DHBP-45-IC 2 peroxide is a yellow liquid with a menthol odor with a density of 0.86 g / cm 3 , T pl. 8 ° C, T flash 46 ° C in an open crucible. Novoperox BP-40 is a grayish-white extrudate with T pl. 105 ° C, T flash 41 ° C in an open crucible. Peroxides during the vulcanization of the rubber compound form strong carbon-carbon cross-links between the rubber molecules, providing the vulcanizates with better resistance to thermal aging, lack of reversal of properties, and high heat resistance of the final product.
Обязательными компонентами пероксидных вулканизующих систем, помимо пероксидов, являются соагенты вулканизации - низкомолекулярные соединения с несколькими двойными связями в молекуле. Для сшивания ГБНК наиболее предпочтительными являются соагенты вулканизаци аллильного типа триаллилизоцианурат (ТАИЦ) и триаллилцианурат (ТАЦ). ТАИЦ (ТУ 2491-014-16993055-2007) - бесцветная маслянистая или слегка окрашенная жидкость или кристаллы с Тпл. 19-21°С, Ткип. не ниже 107°С, плотностью 1,16 г/см3, молекулярной массой 249,3. Кристаллизуется при температуре ниже 25°С. ТАЦ - бесцветные кристаллы с Тпл. не ниже 27°С, Ткип. не ниже 150°С. ТАИЦ и ТАЦ выступают в качестве структурирующих агентов и промоторов пероксидной вулканизации.Obligatory components of peroxide vulcanizing systems, in addition to peroxides, are vulcanization coagents - low molecular weight compounds with several double bonds in the molecule. For crosslinking of GBNAs, allyl type vulcanization coagents triallylisocyanurate (TAIC) and triallyl cyanurate (TAC) are most preferred. TAIC (TU 2491-014-16993055-2007) - a colorless oily or slightly colored liquid or crystals with T pl. 19-21 ° C, T bales. not lower than 107 ° C, density 1.16 g / cm 3 , molecular weight 249.3. It crystallizes at temperatures below 25 ° C. TAC - colorless crystals with T pl. not lower than 27 ° C, T bales. not lower than 150 ° C. TAIC and TAC act as structuring agents and promoters of peroxide vulcanization.
В качестве активаторов вулканизации используют цинковые белила или оксид цинка (ГОСТ 202-84) - порошок белого цвета плотностью 5,47-5,66 г/см3, нерастворимый в воде, магнезию жженую или оксид магния (ГОСТ 844-79) - порошок белого цвета плотностью 3,20-3,70 г/см3, нерастворимый в воде, и жирную кислоту типа стеариновой (ГОСТ 6484-96), которая представляет собой порошок или хлопья белого, серого или желтоватого оттенка плотностью 0,85-0,99 г/см3 и Тпл. 53-63°С, жирный на ощупь. Последнюю используют также для улучшения диспергирования ингредиентов резиновой смеси и облегчения ее переработки.As vulcanization activators use zinc white or zinc oxide (GOST 202-84) - white powder with a density of 5.47-5.66 g / cm 3 , insoluble in water, burnt magnesia or magnesium oxide (GOST 844-79) - powder white with a density of 3.20-3.70 g / cm 3 , insoluble in water, and a stearic fatty acid (GOST 6484-96), which is a powder or flakes of white, gray or yellowish tint with a density of 0.85-0, 99 g / cm 3 and T pl. 53-63 ° C, greasy to the touch. The latter is also used to improve the dispersion of the ingredients of the rubber compound and facilitate its processing.
В качестве наполнителей в предлагаемой эластомерной композиции используют технический углерод средней N550 (ТУ 38.41558-97) и малой активности П803 (ГОСТ 7885-86), применяемый для улучшения технологических свойств резиновых смесей и повышения физико-механических показателей вулканизатов, и белая сажа БС-120 или коллоидная кремнекислота (ГОСТ 18307-78), представляющая собой аморфный белый порошок, состоящий из пористых частиц сферической формы плотностью 1,85-2,15 г/см3. Используется для усиления резиновых смесей, повышения теплостойкости и динамической выносливости резин на их основе.As fillers in the proposed elastomeric composition using carbon black medium N550 (TU 38.41558-97) and low activity P803 (GOST 7885-86), used to improve the technological properties of rubber compounds and increase the physico-mechanical properties of vulcanizates, and white soot BS-120 or colloidal silicic acid (GOST 18307-78), which is an amorphous white powder consisting of spherical porous particles with a density of 1.85-2.15 g / cm 3 . It is used to strengthen rubber compounds, increase heat resistance and dynamic endurance of rubber based on them.
В качестве пластификатора в предлагаемой эластомерной композиции используют сложные эфиры жирных кислот, например, дибутиловый эфир фталевой кислоты или дибутилфталат (ГОСТ 8728-88) с Твспышки не ниже 168°С, по внешнему виду представляющий собой бесцветную маслянистую жидкость.Fatty acid esters are used as a plasticizer in the proposed elastomeric composition, for example, phthalic acid dibutyl ether or dibutyl phthalate (GOST 8728-88) with a flash point of at least 168 ° C, which in appearance is a colorless oily liquid.
Противостарители исключены из рецептур резин на основе Therban AT 5005 VP, поскольку наличие в составе полностью гидрированных высоконасыщенных макромолекулярных цепей БНК и пероксидной вулканизующей системы делает их менее уязвимыми к воздействию тепла и кислорода воздуха.Antioxidants are excluded from Therban AT 5005 VP-based rubber formulations, since the presence of fully hydrogenated, highly saturated macromolecular chains of BNKs and a peroxide vulcanizing system makes them less vulnerable to heat and oxygen.
В заявляемой эластомерной композиции могут использоваться аналоги ингредиентов, выпускаемых различными компаниями-производителями.In the inventive elastomeric composition can be used analogues of ingredients produced by various manufacturing companies.
Предлагаемую и известные эластомерные композиции изготавливают в лабораторном резиносмесителе (I и II стадии) при температуре в камере (30±5)°С. Каучук загружают в резиносмеситель и обрабатывают в течение двух минут. Далее изготовление резиновой смеси осуществляют по общепринятой технологии: на первой стадии вводят активаторы, наполнители, пластификаторы, на второй - вулканизующие агенты (пероксиды) и соагенты пероксидной вулканизации. Вулканизацию образцов осуществляют в гидравлическом прессе при температуре 160°С и давлении 20 МПа в оптимальном режиме, определенном на реометре MDR 2000 фирмы Alpha Technologies. Полученные вулканизаты имеют гладкую, однородную поверхностную структуру. Физико-механические показатели вулканизатов до и после старения на воздухе, массовое набухание в СЖР-1, моторном масле М-14В2 определяют на стандартном оборудовании по стандартным методикам.The proposed and known elastomeric compositions are made in a laboratory rubber mixer (I and II stages) at a temperature in the chamber (30 ± 5) ° C. The rubber is loaded into a rubber mixer and treated for two minutes. Further, the manufacture of the rubber mixture is carried out according to generally accepted technology: at the first stage, activators, fillers, plasticizers are introduced, at the second - vulcanizing agents (peroxides) and peroxide vulcanization coagents. The vulcanization of the samples is carried out in a hydraulic press at a temperature of 160 ° C and a pressure of 20 MPa in the optimal mode, determined on a MDR 2000 rheometer from Alpha Technologies. The resulting vulcanizates have a smooth, uniform surface structure. Physico-mechanical properties of vulcanizates before and after aging in air, mass swelling in SZHR-1, engine oil M-14B 2 are determined on standard equipment by standard methods.
Состав и свойства предлагаемой эластомерной композиции в сравнении с прототипом и аналогами представлены в таблицах 1, 2. Примеры 1, 2, 3 - известного состава, примеры 4-8 - предлагаемого состава.The composition and properties of the proposed elastomeric composition in comparison with the prototype and analogues are presented in tables 1, 2. Examples 1, 2, 3 - known composition, examples 4-8 - the proposed composition.
Предполагается, чтоIt is assumed that
- максимальное содержание акрилонитрила в ГБНК (49-50,5%) повысит способность резин выдерживать длительное воздействие агрессивных сред при температурах до 150°С и выше;- the maximum content of acrylonitrile in GBNK (49-50.5%) will increase the ability of rubbers to withstand prolonged exposure to aggressive environments at temperatures up to 150 ° C and above;
- чрезвычайно низкое содержание остаточных двойных связей (до 1%) обеспечит им максимальную теплостойкость, стойкость к термическому старению на воздухе и в агрессивных средах;- extremely low content of residual double bonds (up to 1%) will provide them with maximum heat resistance, resistance to thermal aging in air and in aggressive environments;
- наличие пероксидной сшивающей системы позволит получить вулканизаты, без реверсии свойств при температуре 150°С.- the presence of a peroxide crosslinking system will allow to obtain vulcanizates, without reversing the properties at a temperature of 150 ° C.
Настоящее изобретение поясняется описанием примеров 1-8.The present invention is illustrated by the description of examples 1-8.
По примеру 1 (прототип) изготавливают резиновую смесь на основе гидрированного бутадиен-нитрильного каучука с долей акрилонитрила 34% марки Therban С3446. Смесь содержит в качестве вулканизующего агента органический пероксид бис(трет-бутилперокси-изопропил)бензол, в качестве соагента вулканизации - триаллилизоцианурат, наполнитель - технический углерод П324, пластификатор - дибутилокиэтиладипинат, антиоксидант -фенил-β-нафтиламин (нафтам-2), диспергатор.In example 1 (prototype), a rubber mixture is made based on hydrogenated nitrile butadiene rubber with a share of Acrilonitrile 34% of Therban C3446 brand. The mixture contains bis (tert-butylperoxy-isopropyl) organic peroxide as a vulcanizing agent, triallyl isocyanurate as a vulcanization co-agent, P324 carbon black, plasticizer dibutyl ethyl ethyl adipate, antioxidant phenyl-β-naphthylamine (naphtham-2), dispersant.
По примеру 2 (аналог 1) изготавливают резиновую смесь на основе гидрированного бутадиен-нитрильного каучука с долей акрилонитрила 49% марки Therban AT 5065 VP. Смесь содержит серу молотую и донор серы N,N'- дитиодиморфолин в качестве вулканизующих агентов, сульфенамид Ц, тиурам Д - в качестве ускорителей вулканизации, наполнители - технический углерод N550 и белую сажу БС-120, пластификатор - дибутилфталат, антиоксиданты - ацетонанил Н и диафен ФП.In example 2 (analogue 1), a rubber mixture is made on the basis of hydrogenated nitrile butadiene rubber with a share of 49% Acrylonitrile brand Therban AT 5065 VP. The mixture contains ground sulfur and sulfur donor N, N'-dithiodimorpholine as vulcanizing agents, sulfenamide C, thiuram D as accelerators of vulcanization, fillers - carbon black N550 and white carbon black BS-120, plasticizer - dibutyl phthalate, antioxidants - acetonanil N and Diafen FP.
По примеру 3 (аналог 2) изготавливают эластомерную композицию на основе комбинации гидрированных бутадиен-нитрильных каучуков с долей акрилонитрила 49-50% марок Therban AT 5065 VP и Therban AT 5005 VP, взятых, например, в соотношении 60:40. Смесь содержит N,N'-дитиодиморфолин, вулкацит тиурам/С, вулкацит CZ/EG, perkadox 14-40 В GR и новоперокс БП-40, ТАИЦ, стеариновую кислоту, белила цинковые, магнезию жженую, белую сажу, дибутилфталат, ацетонанил Н, вулканокс 4010 NA/LG, технический углерод N550.According to example 3 (analogue 2), an elastomeric composition is made based on a combination of hydrogenated nitrile butadiene rubbers with a share of 49-50% acrylonitrile of Therban AT 5065 VP and Therban AT 5005 VP grades taken, for example, in a ratio of 60:40. The mixture contains N, N'-dithiodimorpholine, thiuram / S vulcacite, CZ / EG vulcacite, perkadox 14-40 V GR and Novoperox BP-40, TAIC, stearic acid, zinc white, burnt magnesia, soot white, dibutyl phthalate, acetone Vulcanox 4010 NA / LG, carbon black N550.
По примеру 4 изготавливают опытную резиновую смесь на основе 100 мас.ч. гидрированного бутадиен-нитрильного каучука с долей акрилонитрила 49% марки Therban AT 5005 VP. Смесь содержит ингредиенты, мас.ч.: стеариновую кислоту-1,0; белила цинковые-4,0; магнезию жженую-8,0; белую сажу БС-120-10,0; дибутилфталат-25,0; технический углерод N550-40,0; perkadox 14-40 В GR-6,0; ТАИЦ-2,5.In example 4, an experimental rubber mixture is made on the basis of 100 parts by weight of hydrogenated nitrile butadiene rubber with a share of acrylonitrile 49% brand Therban AT 5005 VP. The mixture contains ingredients, parts by weight: stearic acid-1.0; zinc white-4.0; burnt magnesia-8.0; white carbon black BS-120-10,0; dibutyl phthalate-25.0; carbon black N550-40.0; perkadox 14-40 V GR-6.0; TAIC-2.5.
По примеру 5 изготавливают опытную резиновую смесь аналогично примеру 4, отличие заключается в содержании ингредиентов, мас.ч.: стеариновая кислота-0,5; белила цинковые-6,0; магнезия жженая-5,0; белая сажа БС-120-5,0; дибутилфталат-20,0; технический углерод N550-50,0; perkadox 14-40 В GR-4,0; ТАИЦ-2,0.According to example 5, an experimental rubber mixture is made analogously to example 4, the difference lies in the content of ingredients, parts by weight: stearic acid-0.5; zinc white-6.0; burnt magnesia-5.0; white carbon black BS-120-5.0; dibutyl phthalate-20.0; carbon black N550-50.0; perkadox 14-40 V GR-4.0; TAIC-2.0.
По примеру 6 изготавливают опытную резиновую смесь аналогично примеру 5, отличие заключается в содержании ингредиентов, мас.ч.: белила цинковые-5,0; дибутилфталат-18,0; технический углерод N550-40,0; perkadox 14-40 В GR-5,0; ТАИЦ-3,0.In example 6, an experimental rubber mixture is made analogously to example 5, the difference lies in the content of ingredients, parts by weight: zinc white-5.0; dibutyl phthalate-18.0; carbon black N550-40.0; perkadox 14-40 V GR-5.0; TAIC-3.0.
По примеру 7 изготавливают опытную резиновую смесь аналогично примеру 6, отличие заключается в том, что в смеси присутствуют, мас.ч.: пероксид DHBP-45-IC2-1,0; новоперокс БП-40-1,0; технический углерод П803-10,0, при этом содержание perkadox 14-40 В GR-4,0; стеариновой кислоты-1,0; магнезии жженой-6,0; белой сажи БС-120-10,0; технического углерода N550-30,0.According to example 7, an experimental rubber mixture is made analogously to example 6, the difference lies in the fact that in the mixture are present, parts by weight: peroxide DHBP-45-IC 2 -1,0; Novoperox BP-40-1.0; carbon black P803-10,0, with the content of perkadox 14-40 V GR-4.0; stearic acid-1.0; magnesia burnt-6.0; white carbon black BS-120-10,0; carbon black N550-30.0.
По примеру 8 изготавливают опытную резиновую смесь аналогично примеру 6, отличие заключается в содержании ингредиентов, мас.ч.: стеариновая кислота-1,0; белила цинковые-3,0; магнезия жженая-10,0; дибутилфталат, белая сажа БС-120-10,0 дибутилфталат-15,0; технический углерод N550-50,0; perkadox 14-40 В GR-8,0; ТАИЦ-4,0.In example 8, an experimental rubber mixture is made analogously to example 6, the difference lies in the content of ingredients, parts by weight: stearic acid-1.0; zinc white-3.0; burnt magnesia-10.0; dibutyl phthalate, white carbon black BS-120-10.0 dibutyl phthalate-15.0; carbon black N550-50.0; perkadox 14-40 V GR-8.0; TAIC-4.0.
Отличительным признаком предлагаемой эластомерной композиции является применение высоконасыщенного гидрированного БНК с максимальным содержанием акрилонитрила и пероксидной сшивающей системой. Новизна заключается в повышении масло- и теплостойкости, сохранении физико-механических свойств в процессе старения на воздухе и в агрессивных средах в течение длительного времени, в новом сочетании известных компонентов в составе эластомерной композиции.A distinctive feature of the proposed elastomeric composition is the use of highly saturated hydrogenated BNK with a maximum content of acrylonitrile and a peroxide crosslinking system. The novelty lies in increasing oil and heat resistance, maintaining physical and mechanical properties during aging in air and in aggressive environments for a long time, in a new combination of known components in the composition of the elastomeric composition.
Представленные в таблице 2 результаты испытаний резин (п.п. 1-6) показывают, что предлагаемая эластомерная композиция, изготовленная по примерам 4-8, по величине условной прочности при растяжении уступает прототипу и аналогам (примеры 1-3), превосходя прототип, но уступая аналогам по относительному удлинению при разрыве и сопротивлению раздиру.Presented in table 2, the test results of rubbers (items 1-6) show that the proposed elastomeric composition made according to examples 4-8, in terms of nominal tensile strength inferior to the prototype and analogues (examples 1-3), superior to the prototype, but yielding to analogues in elongation at break and tear resistance.
Основу предлагаемой эластомерной композиции составляет ГБНК с максимальной долей акрилонитрила (49%), который по маслостойкости превосходит ГБНК с долей акрилонитрила 34%, входящий в состав резины-прототипа, и находится на одном уровне с резинами-аналогами. Этот факт подтвержден результатами термического старения вулканизатов кратковременно - в жидкости СЖР-1 и моторном масле М-14В2 (150°С×3 сут), длительно - в масле М-14В2 (150°С×21 сут.): в обеих средах наибольшие изменения показателей условной прочности и относительного удлинения зафиксированы в резине прототипа (пример 1) в отличие от аналогов (примеры 2, 3) и предлагаемой эластомерной композиции (примеры 4-8).The basis of the proposed elastomeric composition is GBNK with a maximum share of acrylonitrile (49%), which is superior in oil resistance to GBNK with a share of acrylonitrile 34%, which is part of the prototype rubber, and is on par with similar rubber. This fact is confirmed by the results of thermal aging of vulcanizates for a short time - in liquid SZHR-1 and engine oil M-14B 2 (150 ° C × 3 days), for a long time - in oil M-14B 2 (150 ° C × 21 days): in both environments the greatest changes in the indices of conditional strength and elongation are recorded in the rubber of the prototype (example 1) in contrast to analogues (examples 2, 3) and the proposed elastomeric composition (examples 4-8).
Степень непредельности (содержание остаточных двойных связей в молекулярной цепи) ГБНК в предлагаемой эластомерной композиции в отличие от прототипа и аналогов минимальное (до 1% против 4% в прототипе, 6% - в аналоге 1, более 1% - в аналоге 2). Следовательно, по стойкости к термическому старению предлагаемая эластомерная композиция должна превосходить резины прототипа и аналогов. Это подтверждается результатами испытаний испытуемых резин на воздухе при 150°С в течение суток (табл. 2): изменение относительного удлинения прототипа и аналога 2 и заявленной резиновой композиции практически одинаковы, при этом условная прочность резин-аналогов и заявленной композиции в процессе старения возрастает, а резины-прототипа снижается. При увеличении продолжительности эксперимента до 21 суток снижение прочностных показателей резин прототипа и аналогов происходит в большей степени, в отличие от заявленной композиции: минус 64,2%, минус 91,5% и минус 85,0% против (минус 37,7÷минус 45,9%) - по относительному удлинению; 23,8%, 26,5% и 21,5% против 14,0÷20,3% - по условной прочности. Изменение показателей со знаком «плюс» свидетельствует о том, что в процессе термического старения на воздухе скорость реакции структурирования преобладает над скоростью реакции деструкции (изменение показателя со знаком «минус»).The degree of unsaturation (the content of residual double bonds in the molecular chain) of GBNK in the proposed elastomeric composition, unlike the prototype and analogues, is minimal (up to 1% versus 4% in the prototype, 6% in analogue 1, more than 1% in analogue 2). Therefore, in terms of resistance to thermal aging, the proposed elastomeric composition should exceed the rubber of the prototype and analogues. This is confirmed by the test results of the tested rubbers in air at 150 ° C during the day (table. 2): the change in the relative elongation of the prototype and analog 2 and the claimed rubber composition are almost the same, while the conditional strength of the rubber analogs and the claimed composition increases during aging, and the prototype rubber is reduced. With an increase in the duration of the experiment to 21 days, the decrease in the strength characteristics of the rubber of the prototype and analogues occurs to a greater extent, in contrast to the claimed composition: minus 64.2%, minus 91.5% and minus 85.0% against (minus 37.7 ÷ minus 45.9%) - according to elongation; 23.8%, 26.5% and 21.5% versus 14.0 ÷ 20.3% - by conditional strength. A change in indicators with a plus sign indicates that during thermal aging in air, the rate of structuring reaction prevails over the rate of destruction reaction (change in indicator with a minus sign).
При решении задачи по созданию теплостойкой эластомерной композиции важен выбор вулканизующей системы. В предлагаемой композиции использовались органические пероксиды в сочетании с соагентом пероксидной вулканизации, позволившие получить вулканизаты, длительно сохраняющие прочностные показатели на высоком уровне при старении на воздухе и в агрессивных средах при температуре 150°С, т.е. реверсии свойств в пероксидных вулканизатах не происходит. Компоненты вулканизующей системы придают заявленной эластомерной композиции наибольшую теплостойкость.When solving the problem of creating a heat-resistant elastomeric composition, the choice of a vulcanizing system is important. In the proposed composition, organic peroxides were used in combination with a peroxide vulcanization coagent, which made it possible to obtain vulcanizates that for a long time retain strength characteristics at a high level when aging in air and in aggressive environments at a temperature of 150 ° C, i.e. no properties are reversed in peroxide vulcanizates. The components of the vulcanizing system give the claimed elastomeric composition the greatest heat resistance.
Таким образом, заявленная эластомерная композиция имеет сбалансированный состав, обладает наилучшим комплексом физико-механических свойств до и после старения на воздухе и в углеводородных средах.Thus, the claimed elastomeric composition has a balanced composition, has the best set of physico-mechanical properties before and after aging in air and in hydrocarbon media.
При длительной эксплуатации при повышенных температурах в условиях воздействия агрессивных сред изделия подвергаются старению, в результате которого, как правило, ухудшаются их физико-механические свойства, повышаются жесткость и твердость, снижается эластичность и сопротивляемость разрушению и, в конечном итоге, срок службы изделия в целом. Применение заявленной эластомерной композиции позволит повысить маслотеплостойкость резиновых изделий, и тем самым обеспечит длительную работоспособность при эксплуатации в условиях воздействия топлив и масел при повышенных температурах (150°С и выше).During prolonged use at elevated temperatures under aggressive environments, products undergo aging, as a result of which their physical and mechanical properties deteriorate, stiffness and hardness increase, elasticity and resistance to fracture decrease and, ultimately, the life of the product as a whole . The use of the claimed elastomeric composition will increase the oil and heat resistance of rubber products, and thereby ensure long-term performance when operating under the influence of fuels and oils at elevated temperatures (150 ° C and above).
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019114301A RU2714351C1 (en) | 2019-05-07 | 2019-05-07 | Oil-heat-resistant elastomeric composition |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019114301A RU2714351C1 (en) | 2019-05-07 | 2019-05-07 | Oil-heat-resistant elastomeric composition |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2714351C1 true RU2714351C1 (en) | 2020-02-14 |
Family
ID=69625929
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019114301A RU2714351C1 (en) | 2019-05-07 | 2019-05-07 | Oil-heat-resistant elastomeric composition |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2714351C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2786014C1 (en) * | 2022-03-15 | 2022-12-15 | Акционерное общество "Федеральный научно-производственный центр "Прогресс" (АО "ФНПЦ "Прогресс") | Elastomer composition |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20120041126A1 (en) * | 2008-09-12 | 2012-02-16 | Lanxess Deutschland Gmbh | Hnbr compositions with very high filler levels having excellent processability and resistance to aggressive fluids |
| RU2499806C2 (en) * | 2011-12-28 | 2013-11-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова" | Rubber mixture |
| CN104250389A (en) * | 2014-09-25 | 2014-12-31 | 广州机械科学研究院有限公司 | Heat-resistant and oil-resistant butadiene-acrylonitrile rubber material as well as preparation method and application thereof |
| RU2547477C2 (en) * | 2013-07-09 | 2015-04-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Прогресс" (ФГУП "НПП "Прогресс") | Oil-resistant rubber composition |
| CN104610595A (en) * | 2015-01-05 | 2015-05-13 | 长兴金程橡胶有限公司 | Hot-oil-resistant and high-temperature-resistant nitrile rubber and preparation method thereof |
-
2019
- 2019-05-07 RU RU2019114301A patent/RU2714351C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20120041126A1 (en) * | 2008-09-12 | 2012-02-16 | Lanxess Deutschland Gmbh | Hnbr compositions with very high filler levels having excellent processability and resistance to aggressive fluids |
| RU2499806C2 (en) * | 2011-12-28 | 2013-11-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова" | Rubber mixture |
| RU2547477C2 (en) * | 2013-07-09 | 2015-04-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Прогресс" (ФГУП "НПП "Прогресс") | Oil-resistant rubber composition |
| CN104250389A (en) * | 2014-09-25 | 2014-12-31 | 广州机械科学研究院有限公司 | Heat-resistant and oil-resistant butadiene-acrylonitrile rubber material as well as preparation method and application thereof |
| CN104610595A (en) * | 2015-01-05 | 2015-05-13 | 长兴金程橡胶有限公司 | Hot-oil-resistant and high-temperature-resistant nitrile rubber and preparation method thereof |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2786014C1 (en) * | 2022-03-15 | 2022-12-15 | Акционерное общество "Федеральный научно-производственный центр "Прогресс" (АО "ФНПЦ "Прогресс") | Elastomer composition |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101409075B1 (en) | Novel elastomeric compositions with improved heat resistance, compression set, and processability | |
| US7741392B2 (en) | Rubber compositions having improved physical and low temperature properties | |
| RU2499806C2 (en) | Rubber mixture | |
| JP2011046795A (en) | Vibration-damping rubber composition and vibration-damping rubber | |
| KR101363640B1 (en) | Hnbr compositions with very high filler levels having excellent processability and resistance to aggressive fluids | |
| US4020039A (en) | Vulcanizable elastomeric compositions | |
| JP5459189B2 (en) | Anti-vibration rubber composition and anti-vibration rubber | |
| RU2714351C1 (en) | Oil-heat-resistant elastomeric composition | |
| RU2602144C1 (en) | Rubber composition | |
| RU2380386C1 (en) | Curable rubber mixture | |
| JP2011178876A (en) | Vibration-proof rubber composition and vibration-proof rubber | |
| JPH093246A (en) | Hydrogenated nbr composition | |
| JP5459155B2 (en) | Anti-vibration rubber composition and anti-vibration rubber | |
| US20050288439A1 (en) | Elastomeric compositions having improved mechanical properties and scorch resistance | |
| RU2559883C2 (en) | Rubber mixture | |
| RU2680508C1 (en) | Elastomeric composition | |
| RU2547477C2 (en) | Oil-resistant rubber composition | |
| RU2306323C1 (en) | Polymer composition of high operating characteristics | |
| JP5765104B2 (en) | Anti-vibration rubber composition and anti-vibration rubber | |
| RU2686035C1 (en) | Rubber mixture based on butadiene-styrene rubber with schungite | |
| RU2747539C1 (en) | Frost-resistant rubber mixture | |
| RU2755481C1 (en) | Elastomeric composition and method for production thereof | |
| RU2786014C1 (en) | Elastomer composition | |
| RU2690928C1 (en) | Polymer composition for particularly difficult operating conditions | |
| CN116178794A (en) | Environment-friendly yellowing-resistant promoter, preparation method and application thereof |